第2章　塑料门窗

2.1　塑料门窗在国内外的应用和发展

2.1.1　塑料门窗在国外的发展

塑料门窗是20世纪50年代末，首先由德国研制开发的，于1959年开始生产。最初的塑料门窗均采用单腔结构，比较简单、粗糙，伴随着世界性能源危机的到来，70年代初节能效果好的塑料门窗得到大量使用，也推动了型材生产技术的提高，性能日臻完善，由原来的单腔发展到三腔、四腔型材。也带动了欧洲乃至亚洲塑料门窗的发展。据不完全统计，当时德国塑料门窗的使用量已占门窗市场的52％；奥地利为48％；瑞士、英国、法国、意大利等发达国家也有10％～20％以上；美国的塑料门窗在30年代末开始起步，每年使用量增率在15％以上，当时亚洲地区使用塑料门窗的有日本、中国台湾、新加坡和泰国等。

国外塑料窗框技术仍在不断发展，一些起步较晚的国家，正在积极扩大生产，提高效率，扩大市场占有率。如德国，则进一步向纵深发展，开发新结构、新技术，向高级化、彩色化、复合化发展。

2.1.2　我国塑料门窗生产的现状及发展

我国的塑料门窗起步较晚。20世纪70年代生产的钙塑门窗，质量不过关，已基本淘汰。真正的塑料门窗生产是从1983年由引进设备开始的，当时的技术不是很先进，均采用单腔或二腔结构的型材，实际使用效果不好。之后加大了对引进技术的消化吸收，技术水平有了很大提高。90年代初，伴随着行业好转，国内纷纷涌现一批设备、模具、型材、组装设备等生产企业。引进先进设备的企业的建成、产品技术性能的提高，大大地推动了行业的发展。形成10余万吨以上生产能力的型材企业有大连实德塑胶工业有限公司，安徽芜湖海螺塑胶有限公司，保定德玛斯新型建材有限公司。仅大连实德一家公司2001年消耗PVC的量已经突破60万吨，加上改性剂CPE近5万吨，实际用量达70万吨。

在原材料供应方面，1996聚氯乙烯（PVC）总产量达到136万吨，九五期间通过新建、扩建和国外合资新增181万吨，这为塑料门窗的生产发展提供了坚实的原料基础。2010年我国PVC树脂的产量突破1000万吨，为门窗异型材的生产发展提供了更大空间。另外作为塑料PVC的改性剂——氯化聚乙烯树脂，在2010年达50万吨，“十二五”结束可突破100万吨，在质量和产量上均满足了国内生产的塑料门窗和异型材的要求。

2.1.3　异型材生产工艺、流程及设备配置

（1）挤出成型的主要设备

挤出成型的主要设备是挤出机及辅机。挤出机有单螺杆挤出机，双螺杆挤出机和多螺杆挤出机，辅机随着制品种类而不同。聚氯乙烯塑料异型材挤出成型加工的主要设备是双螺杆挤出机，辅机设备有机头、口模、冷却定型装置、牵引装置、切割锯及卸料架等，并辅有原料供给、计量加料和自动控制等装置。

另外，制备PVC干混粉料，多采用高速转动的热混合机和低速转动的冷混合机组成的热、冷混合机组，辅以加料装置、计量加料装置、送料装置及储存罐。

（2）生产工艺流程

①混料过程

a.三个储存罐装PVC。

b.四个辅助计量装置，分别装稳定剂、改性剂、着色剂和填充剂。

c.各种原料通过电脑控制秤自动计量。

d.辅助原料在热混机内达到工艺规定的温度和时间后入冷混机，降低温度到工艺规定值，放入中间容器。混料工艺参照混料操作规程。

e.过筛后，混料被送入四个干混料仓。

f.干混料仓中的料被抽到中间仓内，再由输送螺杆供给挤出机。挤出机生产工艺参照工艺卡。

②挤出过程

a.混料过程的干混料经挤出机塑化挤出成型，送入定型台冷却定型。

b.定型后的型材，经打号装置打上班次、日期，送牵引机牵引。

c.牵引机牵出的型材覆上保护膜后，经切割台定长切割，送入卸料台收集。

d.型材经打包后，即为成品型材。

③过程分析

混料过程属于中间过程，由于干混料在密闭系统中输送，无法取出分析，只能等挤出成型产品后，对产品进行分析，另外挤出工艺更容易直接控制，工艺变动更容易观察到，故混料过程是关键过程。

2.1.4　塑料门窗异型材在应用中的一些问题

硬质聚氯乙烯作窗框，特别是外窗用材料暴露在户外，要常年经受苛刻而多变的大气环境侵蚀，如风吹、日晒、雨淋、环境污染等，遭受的环境破坏因素极其复杂，加上原料树脂、助剂的选用配合，制品的成型加工工艺等所存在的问题，使得PVC窗框的耐候性、耐久性成为一个复杂的研究课题，也是人们考核塑料窗框的一项主要指标。

影响聚氯乙烯塑料耐候性的主要因素有材料本身的降解和外界环境因素，包括光、热、氧、水等因素。

提高聚氯乙烯窗框异型材的耐候性，主要是选择合适的抗冲击改性剂、稳定剂、着色剂及紫外线吸收剂。

另外，在挤出成型过程中，尽量降低加工温度，减少物料在机筒内的停留时间，也有利于提高异型材的耐候性。